Замок для бурильних труб

Замок для бурильных труб, включающий ниппель и муфту, связанные замковой резь бой vi размещенные со стороны противопо ложной замковой резьбе на наружной цилиндрической и конической поверхностях ниппеля и наружной цилиндрической повер хности муф^ы армированные композицион ным сплавом на основе карбида вольфрама Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к инструм енту для со единения бурильных труб в колонну. Известен замок для бурильных труб, содержащий ниппель и муфту, часть наружной поверхности которой покрыта двумя стальными сегментами-полуцилиндрами с за л патентно формадГ? износостойкие кольцевые пояски, о т л и чающийся тем, что он снабжен дополнительным иэносостояким кольцевым пояском, расположенным на муфте и примыкающим к основному со стороны замковой резьбы, дополнительный износостойкий кольцевой поя со к муфты и износостойкий кольцевой поясок ниппеля выполнены из безвольфрамового сплава, причем износостойкость дополнительного пояска муфты выбирается из соотношения Ні Иг 0,3-0,5, где Иі и Иг - износостойкость соответственно дополнительного и основного поясков, ширина основного износостойкого пояска выбирается из соотношения: Во 0,4-0,4, где Во и В - в соответственно ширина основного пояска и общая ширина износостойкого пояска муфты, а толщина и износостойкость армированного слоя пояска ниппеля равна толщине и износостойкости дополнительного пояска муфты. прессованными в них твердосплавными вставками [1]. К недостаткам этой конструкции следует отнести низкую технологичность изготовления, нерациональное дорогостоящих твердосплавных вставок и возможность опережающего износа ниппеля, что приводит к необходимости отбраковки замка при с > ю о О J 4720 наличии недоработанной части защитного покрытия на муфте. Известен замок для бурильных труб, содержащий ниппель с цилиндрической и конической поверхностями и муфту с изно- 5 состойким кольцевым пояском из композиционного сплава на основе вольфрама, расположенным на цилиндрической поверхности у опорного торца [2]. К недостаткам этой конструкции следует 10 отнести нерациональное использование композиционного сплава на основе карбида вольфрама, ограничение ресурса замка, обусловленное возможностью повышенного износа ниппеля, особенно при бурении 15 наклоино-напрапленпых скважин. В качестве прототипа выбран замок для бурильных труб, содержащий муфту и ниппель с цилиндрическими и коническими поверхностями, на которых размещены 20 износостойкие кольценыи пояски из композиционного сплава на основе карбида вольфрама [3]. К недостаткам прототипа следует отнести нерациональное использование компо 25 зициоиного сплава, обусловленное снятием замка с эксплуатации при частичном сохранении износостойких кольцевых поясков на цилиндрической поверхности муфты в зоне, отделенной от ее опорного ториа и на цилин- 30 дрической и конической поверхностях ниппеля ввиду различной интенсивности изнашивания поверхности замка. В основу изобретения поставлена зада ча усовершенствования замка для буриль- 35 ных труб путем снабжения его износостойким дополнительным кольцевым пояском из безвольфрамового сплапа опре деленной толщины, что позволит сохранить геометрические параметры износостойкой 40 площадки до износа цилиндрической повер хности до предельно допустимых значений, благодаря чему снизится расход композици онного сплава и уменьшится стоимость зам ка. 45 Поставленная задача достигается тем, что замок для бурильных труб, включающий ниппель и муфту,, связанные замковой резьбой и размещенные со стороны, противоположной замковой резьбе, на наружной 50 цилиндрической и конической поверхностях ниппеля и наружной цилиндрической поверхности муфты, армированные композиционным сплавом на основе карбида вольфрама изиостойкие кольцевые пояски, согласно 55 изобретению, снабжены дополнительным износостойким кольцевым пояском, расположенным на муфте, примыкающим к основному со стороны замковой резьбы, дополнительный износостойкий кольцевой поясок муфты и износостойкий кольцевой поясок ниппеля выполнены из безвольфрамового сплава, причем износостойкость дополнительного пояска муфты выбирается из соотношений: ~ = 0,3 - 0,5, где Иі и Иг - износостойкость соответственно дополнительного и основного поясков; ширина основного износостойкого пояска выбирается из соотношения -^-0,3 -ОА где Во и В - соответственно ширина основного пояска и общая ширина износостойкого пояска муфты; а толщина и износостойкость армированного слоя пояска ниппеля равна толщине и износостойкости дополнительного пояска муфты. Применение материалов с заданным соотношением износостойкости кольцевых поясков обеспечит равноресуросность системы муфта-ниппель при снижении расхода дорогостоящих композиционных сплавов на основе карбида вольфрама. Сущность изобретения поясняется чертежами. Замок для бурильных труб состоит из муфты 1, из цилиндрической поверхности 2 которой у опорного торца 3 расположен износостойкий кольцевой поясок, состоящий из основного пояска 4, выполненного из композиционного сплава на основе карбида вольфрама, и дополнительного пояска 5, выполненного из безвольфрамового сплава и расположенного ближе к упорному торцу 6. Износостойкость \Аі дополнительного пояска составляет 0,3-0,5 износостойкости Иг основного пояска. При этом ширина Во основного пояска равна 0,3-0,4 общей ширины В износостойкого пояска муфты. На цилиндрической 7 и конической 0 поверхностях ниппеля 9 расположены износостойкие кольцевые пояски 10 и 11, выполненные из безвольфрамового сплава. Замок для бурильных труб работает следующим образом. Свинчиванием ниппеля 9 и муфты 1 замка бурильные трубы собираются в колонну. При бурении скважины роторным способом бурильная колонна вращается. При этом замок, диаметр которого больше диаметр бурильной трубы, контактирует с породами, слагающими ствол скважины. Взаимодействие замка с породой происходит в потоке абразивсодержащей промывочной жидкости, перемещающейся к устью скважины, и характеризуется нерав 4720 номерным распределением контактных давлений по образующей замка. Максимальные нагрузки воспринимаются частью муфты 1, на которой размещен основной поясок 4, выполненный из композиционного сплава на основе карбида вольфрама с расположенной у опорного торца 3, а меньшие нагрузки воспринимаются дополнительным 5 пояском, выполненным из безвольфрамового сплава.' 10 Износостойкий кольцевой поясок на поверхности ниппеля 9 воспринимает нагрузки, соизмеримые с нагрузками на муфте в области дополнительного пояскаБ. При пол- 15 Упорядник Н.Казаковцева Замовлення 596 ном износе износостойкого кольцевого пояска 10 из цилиндрической поверхности 7 ниппеля в зоне действия наибольших нагрузок сохраняется износостойкая площадка, образованная в результате пересечения изношенной цилиндрической поверхности и износостойкого кольцевого пояска конической поверхности. Геометрические параметры износостойкой площадки сохраняются до износа цилиндрической поверхности до предельно допустимых значений, гак как они определяются углом между цилиндрической и конической поверхностями и толщиной износостойкого кольцевого пояска, которые практически не изменяются. Техред М.Моргентал Коректор О.Козоріз Тираж Підписне Державне патентне відомство УкраТни, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101